Файл: Климентов П.П. Динамика подземных вод учеб. для геологоразведоч. техникумов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 207

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

„

0.183Q/

„

r2\

(XI,44)

 

 

 

 

 

0,3660 /

1

\

-(XI,45)

5 =

~ l ^ r \~2 lg

“ lg 4

Все три приведенных формы записи одного и того же уравнения

(IX,76) представляют

собой уравнения

прямой линии

в разных

системах координат:

(XI,4 3)— в координатах 5 —lg^;

(XI,44) —

 

г2

наконец,

(XI,4 3)— в координатах

в координатах S — lg — и,

5 —lg г (рис. 154). Угловой коэффициент каждой из прямых, описы­ ваемых уравнениями (XI,43—XI,45), определяется членом, стоя-

Рис. 154. Гра'фики

зависимости

s = / (lg t), S = f 'g

/-2

и 5 = / ( l g г)

щим перед скобкой, а величина, отсекаемая прямыми на оси абс­ цисс (по линии нулевого понижения уровня), — первыми членами в скобках. В аналогичных трех формах может быть соответственно представлено и исходное уравнение (IX,77), описывающее движе­ ние подземных вод « совершенной грунтовой скважине, работающей

внеограниченном пласте.

Всоответствии с тремя приведенными выше формами исходных уравнений можно использовать три способа обработки данных опытных откачек. Обработка и представление опытных данных в виде прямой, описываемой уравнением (XI,43), широко использует­ ся как при одиночных, так и при кустовых откачках. При этом для каждой фиксированной точки (скважины) может быть построен

график S = f(\gt), позволяющий проводить определение расчетных параметров (см. рис. 154, а).

Обработка и представление опытных данных в виде графиков S = / ( l g — ) и S = /(lgr), описываемых соответственно уравне­

ниями (XI,44 и XI,45), возможны при наличии достаточного коли­ чества наблюдательных скважин (не менее 3—4 скважин).

Ниже для примера дается более обстоятельное описание одно­ го из графоаналитических методов определения параметров. Как

уже отмечалось, исходное уравнение (IX,76) является уравнением прямой линии в системе координат 5 —lg t. Действительно, принимая в уравнении (XI,43):

0,183Q

2,25х = А

0,183Q

= В,

(XI,46)

km

® г2

km

 

 

получаем уравнение прямой линии в виде:

 

 

 

S = A + B \g t .

 

(XI,47)

Таким образом, если опытные данные по любой из скважин на­

нести на

график S = f(\gi), откладывая по оси абсцисс логарифмы

времени,

а по оси ординат — соответствующие рассматриваемым

моментам времени значения понижения уровня, то на основе полу­ ченного прямолинейного графика можно определить величины А и В, а из них с учетом соотношений (XI,46) получить значения водо­ проводимости km и коэффициента пьезопроводности я. Величина А представляет собой начальную ординату прямой S - f ( l g t ) , т. е. отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат. Величина В численно равна угловому коэффициенту прямой и может быть определена по

любым двум точкам, лежащим на прямой

S = f(\gt), координаты

которых снимаются непосредственно с графика (рис. 154, а):

5г — Si

(XI,48)

В =

lg h — lg ti

Значения коэффициентов водопроводимости и пьезопроводимо­

сти определяются соответственно по формулам:

 

 

km =

и ig x _ 2lg/- — 0,35 +

— .

(XI,49)

 

В

в

 

В методических рекомендациях ВСЕГИНГЕО предлагается про­ водить определение значения упругой водоотдачи р* по графику S = f (lg t), принимая для расчета величину отрезка, отсекаемого прямой по оси абсцисс lg£0>и определяя р* по формуле:

2,25km

(XI,50)

ц* =

гЧ0

 

где t0— время, определяемое величиной

отрезка lg to на графике

S = f(\gt).

 

Если опытная скважина является несовершенной, то при обра­ ботке данных откачек графоаналитическим методом методика оп­ ределения параметров остается прежней. При этом несколько видо­ изменяется лишь расчетная формула для определения коэффициен­

та пьезопроводности, которая принимает следующий вид:

 

lg X = 2 lg г - 0,35 +

- 0,434£,

(XI,51^
Рис. 155. Графики зависимости ■S=((lg0 при откачках из скважин

где £ — величина гидравлического сопротивления, учитывающая

несовершенство скважины

(определяется по графикам или табли-

/0

т

цам в зависимости от ”

и ~ >аналогично изложенному в преды­

дущем параграфе). Для наблюдательных скважин величина £ не­ значительна и ею можно пренебрегать.

Обработка результатов опытных откачек из безнапорных водо­ носных горизонтов проводится так же, как и для напорных. При этом, если величина понижения уровня S составляет не более 15—• 20% от первоначальной мощности водоносного горизонта Не, то для безнапорных вод можно с допустимой для практики погрешностью определять расчетные параметры как для напорных вод, пользуясь графиком Если же это условие не соблюдается, то для определения параметров необходимо построить график (2Не—S)S = = f(lgf), который также выражается прямой линией, уравнение ко­ торой имеет вид:

(XI,52, Графическое решение уравнения (XI,52) позволяет определить

значения коэффициентов А (отрезок, отсекаемый на оси ординат)

и В

D (2Яе — 5г)5г — (2Не— Si)Si

\

(угловой коэффициент прямой В — ------------ -

-

)

и соответственно коэффициент фильтрации k и уровнепровод­ ности а:

0,366Q

lg а = 2 lg г — 0,35 +

(XI,53)

k — --------- и

 

В

 

В

При нанесении

фактических данных на графики S = f (lg t) и

(2Не—S)S = f (lg t)

не все точки наблюдений укладываются на пря­

мые линии. Обычно на графиках выделяются три участка (рис. 155). На первом участке, соответствующем начальному периоду фильтра­

ции, когда еще не действует лога­ рифмическая зависимость, опытные точки откачки не ложатся на пря­ мую линию (1). На участке III (см. рис. 155) происходит отклонение графика от прямой линии, что мо­ жет быть объяснено влиянием гра­ ниц пласта, изменением условий пи­ тания, фильтрационной неоднород­ ностью. Поэтому для определения параметров используют только среднюю прямолинейную часть гра­ фика II, причем при разбросе точек она (прямая) усредняется.

При построении графиков S = f (lg t) и (2Яе—S)S = f (lg £) пони­ жение уровня и время выбираются в наиболее удобных размернос­ тях (понижение в метрах или сантиметрах, время — в сутках, часах, минутах); необходимо только помнить, что размерность коэффици­ ента пьезопроводности (уровнепроводности) зависит от размернос­ тей понижения уровня и времени, выбранных при построении гра­ фика. Так, при измерении понижения уровня в метрах, а времени в сутках пьезопроводность будет иметь размерность м2/сут (S в м, а t в ч, к в м2/ч). Размерность же водопроводимости или коэффици­ ента фильтрации, определяемых по формулам (XI,49 и XI,53), за­ висит только от размерности дебита. При измерении Q в м3/сут размерность водопроводимости будет м2[сут а коэффициента фильтрации — в м/сут\ при измерении Q в м31ч размерность km бу­ дет м2/ч, a k — м[ч и т. д.

При определении параметров по центральной скважине в форму­ лы (XI,49, XI,51 и XI,53) подставляется г = гс, а по наблюдатель­ ной — расстояние ее до центральной. Как показывает опыт, опреде­ ление коэффициента пьезопроводности (уровнепроводности) по центральной скважине обычно дает неудовлетворительные результа­ ты из-за неучета сопротивлений, возникающих в призабойной зоне. Поэтому для достоверного определения значений к и а рекомендует­ ся использовать опытные данные по наблюдательным скважинам.

Определение параметров графоаналитическим методом возмож­ но проводить также и по результатам наблюдений за восстановлени­ ем уровня воды после откачки в центральной и наблюдательных скважинах. При этом, как правило, получаются более качественные результаты, чем по данным о снижении уровней, вследствие отсут­ ствия влияния на условия проведения опыта разнообразных техни­ ческих причин.

При определении параметров по данным восстановления уровней методика обработки результатов аналогична изложенной выше, только вместо понижений берутся повышения уровней, отсчитывае­ мые от динамических уровней, замеренных перед окончанием откач­ ки. За расчетный дебит принимается расход скважины в процессе откачки. Время t при построении графика S = f(lgi) принимается от конца откачки. При этом для построения графика используются только замеры уровня, входящие по времени в интервал от t\ до ti, где ^і^1,1 to, а U- Таким образом, за начальную точку при построении графиков восстановления уровней принимается момент времени ^ ^ 1 ,1 10 (где to— длительность откачки), а за конечную — момент времени, отвечающий условию ^2^ 1,1 Я

При не очень длительных откачках обработку данных о восста­ новлении уровней в скважинах следует вести с учетом продолжи­ тельности откачки. При этом в качестве уравнения, описывающего восстановление уровня, используется следующее выражение [88]:

0.183Q t o + t

График строится в координатах S — lg (здесь t — время

восстановления, отсчитываемое от конца откачки, t0-—длительность откачки). Значение водопроводимости km определяется по форму-

0,183Q

ле (XI,49) km = ---- -— , где В — угловой коэффициент прямой

to~\-1

 

5 =

) который, как и прежде, находится по двум про­

~~t

извольным точкам графика. Значение пьезопроводности х по гра-

с

to + t \

графика с

фику о — / ( l g — -----), не определяется. Пересечение

осью ординат дает полную величину восстановления

уровня, что

позволяет определять отметку статического уровня воды в скважи­ не не проводя полного цикла наблюдений за восстановлением.

П р и м е р 1 (по H. Н. Биндеману). В процессе опытной откач­ ки из совершенной артезианской скважины радиусом гс= 0,І м с постоянным дебитом Q=1200 м^Ісут замерены понижения уровня в центральной и наблюдательной скважинах (табл. 11). Расстояние от центральной до наблюдательной скважины г = 100 м. Определить значения коэффициентов водопроводимости и пьезопроводности по данным о снижении уровня в центральной и наблюдательной сква­ жинах.

 

 

 

Таблица 11

Время от начала

'g t

Понижение уровня в цент­

Понижение уровня в наблю­

откачки /, ч

ральной скважине 5С м

дательной скважине St, м

6

0,778

7,12

1,60

12

1,08

7,42

1,90

18

1,26

7,54

2,04

24

1,38

7,70

2,18

30

1,48

7,75

2,24

36

1,56

7,82

2,31

42

1,62

7,90

2,33

48

1,68

7,96

2,44

54

1,73

8,00

2,48

60

1,78

8,04

2,52

66

1,82

8,08

2,56

72

1,86

8,12

2,60

Р е ш е н и е . Для определения параметров графоаналитическим методом строим графики зависимости понижения уровня в цент­ ральной и наблюдательной скважинах от логарифма времени Sc = f( l g0 и Sx = f(\gt), принимая S в метрах, t в часах. Опытные точки наносим на один рисунок и проводим осредненные прямые для центральной и наблюдательной скважин (рис. 156). Значения А снимаем с графика: по центральной скважине А = 6,4, по наблю-

Смотрите также файлы